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安全閥的設置和選用

HG/T 20570.2一95《安全閥的設置和選用》主要內容如下:

1 應用范圍
     本規定僅適用于化工生產裝置中壓力大于0.2MPa的壓力容器上防超壓用安全閥的設置和計算,不包括壓力大于100MPa的超高壓系統。
    適用于化工生產裝置中上述范圍內的壓力容器和管道所用安全閥,不適用于其它行業的壓力容器上用的安全閥,如各類槽車、各類氣瓶、鍋爐系統、非金屬材料容器,以及核工業、電力工業等。
    計算方法引自《壓力容器安全技術監察規程》和API-520見2. 3節》,在使用本規定時,應采用同一個規范來進行泄放量和泄放面積的計算。

2 安全閥名詞介紹

安全閥
    由彈簧作用或由導閥控制的安全閥。當入口處靜壓超過設定壓力時,閥瓣上升以泄放被保護系統的超壓,當壓力降至回座壓力時,可自動關閉的安全泄放閥。
導 閥
    控制主閥動作的輔助壓力泄放閥。
全啟式安全閥
    當安全閥入口處的靜壓達到其設定壓力時,閥瓣迅速上升至最大高度,最大限度地排出超壓的物料。一般用于可壓縮流體。閥瓣的最大上升高度不小于喉徑的1/4。
微啟式安全閥
    當安全閥入口處的靜壓達到其設定壓力時,閥瓣位置隨入口壓力的升高而成比例的升高,最大限度地減少應排出的物料。一般用于不可壓縮流體。閥瓣的最大上升高度不小于喉徑的1/20~1/40.
彈簧式安全閥
    由彈簧作用的安全閥。其設定壓力由彈簧控制,其動作特性受背壓的影響。
背壓平衡式安全閥
    由彈簧作用的安全閥。其設定壓力由彈簧控制,用活塞或波紋管減少背壓對其動作性能的影響。
導閥式安全閥
    由導閥控制的安全閥。其設定壓力由導閥控制,其動作性能基本上不受背壓的影響。當導閥失靈時,主閥仍能在不超過泄放壓力時自動開啟,并排出全部額定泄放量。
主安全閥
    主安全閥是被保護系統的主要安全泄放裝置,其泄放面積是基于最大可能事故工況下的泄放量。
輔助安全閥
    輔助安全閥(有時多于一個)是主安全閥的輔助裝置,提供除主安全閥以外的附加泄放面積。用于非最大可能事故工況下的超壓泄放。
實際泄放面積
    流體經過安全閥的最小流通面積。
有效泄放面積(最小泄放面積)
    用公式或圖表計算的泄放面積。有效泄放面積要小于實際泄放面積。
喉徑面積
    安全閥噴嘴中最小直徑處的截面積。
環隙面積
    安全閥的閥瓣與閥座之間的圓柱形面積。
最大工作壓力
    系指容器在正常工作情況下容器頂部可能達到的最大壓力。見《設備和管道系統設計壓力和溫度的確定》(HG/T 20570. 1一95)規定。
設計壓力
    系指設定的容器頂部的最高壓力,應不小于安全閥的設定壓力(開啟壓力)。
安全閥的設定壓力
    安全閥入口處的靜壓達到該值時,安全閥將動作。設定壓力要求不大于被保護系統內最低的設計壓力。
安全閥的開啟壓力(整定壓力)
    安全閥的閥瓣開始升起,物料連續流出時的壓力。數值與設定壓力相同。
安全閥的背壓
    作用在安全閥出口處的壓力。背壓分為靜背壓和動背壓。靜背壓是指安全閥未起跳時閥出口處的壓力;動背壓是指安全閥起跳后,由于流體的流動引起的摩擦壓力降值。
安全閥的超壓
    在泄放過程中,安全閥入口處的壓力超過設定壓力的部分。通常以百分數表示。
安全閥的泄放壓力
    安全閥的閥芯升到最大高度后閥入口處的壓力。泄放壓力等于設定壓力加超壓。
安全閥的回座壓力
    安全閥起跳后,隨著被保護系統內壓力的下降,閥芯重新回到閥座時的壓力。
最大允許工作壓力
    系指在設計溫度下,容器頂部所允許承受的最大表壓力。該壓力是根據容器受壓元件的有效厚度計算所得,且取其最小值。

3 引用標準
《壓力容器安全技術監察規程》(勞動部頒發,1991年1月1日施行)
GB150-89《鋼制壓力容器》
API一520 《Sizing Selection and Installation of Pressure一Relieving Devicesin Refineries》1992.(美國石油學會標準)
API- 526《Flanged Steel Safety-Relief Valves》(美國石油學會標準)

4 壓力關系表

安全閥與容器有關的壓力關系表
image 
    壓力關系表 表明了不同情況下被保護系統設置安全閥的最大泄放壓力、最大設定壓力的數值與被保護容器的設計壓力(或最大允許工作壓力)數值的比例關系。

5 安全閥的設置
    A、安全閥適用于清潔、無顆粒、低粘度流體。凡必須安裝安全泄壓裝置而又不適合安裝安全閥的場所,應安裝爆破片或安全閥與爆破片串聯使用。
    B、凡屬下列情況之一的容器必須安裝安全閥:
    C、獨立的壓力系統(有切斷閥與其它系統分開)。該系統指全氣相、全液相或氣相連通;
    D、容器的壓力物料來源處沒有安全閥的場合;
    E、設計壓力小于壓力來源處的壓力的容器及管道;
    F、容積式泵和壓縮機的出口管道;
    G、由于不凝氣的累積產生超壓的容器;
    H、加熱爐出口管道上如設有切斷閥或控制閥時,在該閥上游應設置安全閥;
    I、由于工藝事故、自控事故、電力事故、火災事故和公用工程事故引起的超壓部位;
    J、液體因兩端閥門關閉而產生熱膨脹的部位;
    K、凝氣透平機的蒸汽出口管道;
    L、某些情況下,由于泵出口止回閥的泄漏,則在泵的人口管道上設置安全閥;
    M、其它應設置安全閥的地方。

6 安全閥形式的選擇
    A、排放氣體或蒸汽時,選用全啟式安全閥。
    B、排放液體時,選用全啟式或微啟式安全閥。
    C、排放水蒸汽或空氣時,可選用帶扳手的安全閥。
    D、對設定壓力大于3MPa,溫度超過235℃的氣體用安全閥,則選用帶散熱片的安全閥,以防止泄放介質直接沖蝕彈簧。
    E、排放介質允許泄漏至大氣的,選用開式閥帽安全閥;不允許泄漏至大氣的,選用閉式閥帽安全閥。
    F、排放有劇毒、有強腐蝕、有極度危險的介質,選用波紋管安全閥。
    G、高背壓的場合,選用背壓平衡式安全閥或導閥控制式安全閥。
    H、在某些重要的場合,有時要安裝互為備用的兩個安全閥。兩個安全閥的進口和出口切斷閥宜采用機械聯鎖裝置,以確保在任何時候(包括維修,檢修期間)都能滿
足容器所要求的泄放面積。

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